МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

КАФЕДРА ИНФОРМАЦИОННЫХ И УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ

ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ В ПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЕ MATHCAD

Методические указания к лабораторной работе

по дисциплине “Прикладные программы для математических вычислений”

для бакалавров обучающихся по направлению 220400 – “Управление в технических системах”

дневной, сокращенной и заочной форм обучения

Воронеж 2011

УДК 681.3

Основы программирования в программной системе MathCad: Метод. указания к лабор. работе по дисциплине "Прикладные программы для математических вычислений"/ ВГУИТ.; Сост. Е. А. Шипилова, Е.А. Хромых, И.А. Хаустов. Воронеж, 2011. 39 с.

Указания разработаны в соответствии с требованиями, предъявляемыми квалификационной характеристикой ГОС ВПО подготовки бакалавров направления 220400. Они предназначены для получения практических навыков дисциплин профессионального цикла и рассматривают приемы и методы программирования различных задач в программной системе MathCad.

Ил. 4, Библиогр.: 14

Составители доценты Е.А. Шипилова,

Е.А. Хромых

И.А. Хаустов

Научный редактор проф. В.Ф. Лебедев

Рецензент профессор Ю.А. ЧЕВЫЧЕЛОВ

Печатается по решению

редакционно-издательского совета

Воронежского государственного университета инженерных технологий

© Е.А. Шипилова,

Е.А. Хромых

И.А. Хаустов, 2011

© Воронежский государственный университет инженерных технологий, 2011

Основы программирования в программной системе MathCad

Цель работы

Изучить приемы и методы работы в системе компьютерной математики Mathcad для решения следующих задач:

Задачи:

1. Чтение из файла и запись данных в файл;

2. Программирование средствами программной системы;

3. Программированием средствами системы Mathcad с использованием методов:

   1. метод Эйлера;

   2. модифицированный метод Эйлера;

   3. метод Эйлера-Коши;

   4. метод Рунге Кутта

Порядок выполнения работы:

1. Для того чтобы выполнять лабораторные работы, необходимо познакомиться с теорией решения соответствующей задачи, освоить методику ее решения на практике и иметь навыки работы на ПК в ОС Windows и системе Mathcad.

2. Выполнить все задания в соответствии с вариантом, выданным преподаветелем.

3. Составить отчет о выполненной работе.

4. Ответить на контрольные вопросы.

Отчетные материалы по лабораторной работе

Отчетные материалы по лабораторной работе представляются в печатном виде и должны содержать порядок выполняемых действий, сопровождаемый соответствующими результатами и выводами.

Теоретическая часть

1. Чтение и запись данных в MathCad

MathCad читает и записывает файлы данных – файлы ASCII, содержащие числовые данные. Читая файлы данных, можно брать данные из различных источников и анализировать их в MathCad. Записывая файлы данных, можно экспортировать результаты MathCad в текстовые процессоры, электронные таблицы и другие прикладные программы.

MathCad включает набор функций для чтения и записи данных: READPRN, WRITEPRN и APPENDPRN считывают целую матрицу из файла со строками и столбцами данных или записывают в виде такого файла матрицу из MathCad.

Чтение данных производится с помощью команды READPRN. Процедура READPRN(file) осуществляет присваивание матрице значений из структурированного файла с именем file (структурированные файлы имеют расширение prn).

Структурированные файлы содержат числа, размещенные в виде прямоугольной матрицы (т.е. по строкам и столбцам) и разделенные пробелами или запятыми. При этом размер матрицы устанавливается всоответствии с объемом файла. Копирование данных из файла производится построчно. Каждой строке матрицы соответствует строка файла.

Пример 1.

A:= READPRN("c:\Mathcad\qsheet\zscore.prn")

Для записи данных в файл следует воспользоваться функцией WRITEPRN. Функция WRITEPRN(file) выводит матрицу в структурированный файл file.prn.

Пример 2.

ORIGIN :=1

i :=1 .. 10

x_i :=i!

WRITEPRN("d:\ user \ file1.prn") := x

Пример 3.

ORIGIN :=1

file2 := "d:\ user \ file2.prn"

i :=1 .. 10

j :=1 .. 8

Y_i,j :=sin(i – j)

WRITEPRN(file2.prn) :=Y

Для добавления данных к существующему файлу на диске используется функция APPENDPRN. Функция APPENDPRN(file) добавляет матрицу к существующему на диске структурированному файлу file.prn. Следует особо отметить, что число столбцов в матрице должно быть равно числу столбцов в файле.

Пример 4.

k :=0.8

Z_k := k+2

APPENDPRN(file2) := Z^T

2. Программирование в MathCad

2.1. Программирование без программирования

Чтобы применять привычные операции проверки условий и организовывать циклы, можно применить встроенную функцию if, а также ранжированные переменные.

Пример 1

Применение функции условия if.

	Порядок выполнения действия	Изображение на экране
1	Ввести в рабочий документ MathCad f(x) := if(x < 0, ”negative”, “positive”)
2	Ввести с клавиатуры f(1) =
3	Ввести с клавиатуры f(–1) =

Использование ранжированных переменных – мощный аппарат MathCad, похожий на применение циклов в программировании. На нем основаны главные принципы расчетов в MathCad, в частности подготовка графиков (см. методические указания к лабораторной работе №1).